1：10 000數字高程模型(DEM)生產技術規(guī)定(征求意見稿)

1:10000 基礎地理信息更新與建庫技術設計暫行規(guī)定1:10000數字高程模型生產技術規(guī)定Technicalspecificationsforproducing1:10000digitalelevationmodels(征求意見稿)國家測繪局二○○一年一月前 言本規(guī)定的編寫匯集了我國測繪部門近幾年有關“數字高程模型（DEM”的生產經驗與（1997.1）及美國內務部USGS制訂的《數字高程模型標準（1998.1）等重要資料。本規(guī)定配合《基礎地理信息數字產品1:100001:500001:10000產品。本規(guī)定由國家測繪局提出并歸口。本規(guī)定由廣東省基礎地理信息中心、陜西測繪局國家測繪局測繪標準化研究所起草。本規(guī)定主要起草人：周一。目 次前言1范圍…………… 12引用標準……………………… 13術語…………… 14資料的收集與分析…………… 2總體技術要求 2生產流程與技術要求 3作業(yè)規(guī)程 88數據文件管理……………… 179產品歸檔……………… 19PAGEPAGE191:10000 基礎地理信息更新與建庫技術設計暫行規(guī)定1:10000生產技術規(guī)定Technicalspecificationsforproducing1:10000digitalelevationmodels范圍本規(guī)定規(guī)定了1:10000數字高程模型的數據采集技術、生產工藝流程及作業(yè)規(guī)程。本規(guī)定適用于1:10000數字高程模型的采集與建庫，其它以DEM為基礎的復合地圖產品的制作以及DEM修測亦可參照有關部分執(zhí)行。引用標準的可能性。GB/T17798-1999《地球空間數據交換格式》CH/TXXXXX-XXXX《基礎地理信息數字產品1:100001:50000數字高程模型》CH/T1005-2000《基礎地理信息數字產品數據文件命名規(guī)則》術語不規(guī)則三角網TITriangulatedirregularnetwor。是基于三角形對數字高程模型表面建模的一種方法。由一個三角形代表了地表上一塊等傾斜的平面，其高程的數學表達式為：Z=a+ax+ay0 1 2故基于三角形表面建模，地形表面將由一系列相互連接嚴密無縫的三角形所構成，結構簡單，應用靈活，其獨特的優(yōu)勢是能夠方便地融合斷裂線等數據。數字高程模型DEM是基于正方形格網對DEM表面建模的一種方法，由方格網4點高程構成一個雙線性表面，其數學表達為：Z=a0+a1x+a2y+a3xy故基于方格網的表面建模，其地形表面是由一系列相互鄰接的雙線性表面所構成，其數據存貯、處理極為簡便，特別適用于大區(qū)域、地形連續(xù)、全局性的DEM表面建模。資料的收集與分析收集資料收集資料時應注意優(yōu)先收集現勢性強的資料。同等比例尺或更大比例尺的實測地形圖或DRG航空攝影資料底片或其掃描影像；航攝儀檢校參數；航攝驗收報告；航攝儀鑒定表。外業(yè)控制成果。內業(yè)空三加密成果。坐標改正數和高程改正數。資料分析航攝資料的分析航攝質量（含影像質量、飛行質量等，查看“航攝驗收報告—是否影像清晰，框標完整，有無云層覆蓋，攝影死角等；—飛行方向，相片傾斜角，航攝比例尺，航高及航高差，攝影日期與時間、航向旁向重疊，航攝比例尺等；相機檢測數據框標坐標、像主點坐標，自準直點坐標（含坐標系及框標點號分布略圖；檢定焦距；地形圖資料成圖材料（印刷圖，薄膜圖，刻圖）與類型（合版圖，分版圖）195419541980變換所需的每幅圖圖廓點坐標改正數與公里網坐標改正數。原圖若不是采用1985國家高程基準，則應提供每幅圖不同高程系統(tǒng)之間的改正值。總體技術要求DEMDEM12.56.25DEM格網點對于附近野外控制點的高程中誤差不得大于表1的規(guī)定c）d）密林等隱蔽地區(qū)高程中誤差按表11.5e）DEM內插點的高程中誤差按表1中數據1.2倍計；地形類別地形圖基本等高距（m）地面坡度DEM格網間距（m）表1格網點高程中誤差（m）一級 二級 三級平地12°以下12.50.5 0.7 1.0丘陵地2.52°~6°12.51.2 1.7 2.5ft地56°~25°12.52.5 3.3 5.0高ft地1025°以上12.55.0 6.7 10.0起止格網中心點坐標根據四個內圖廓角點坐標計算公式如下：X=Xmax=[INT[MAX（X1，X2，X3，X4）/⊿d]+1]ⅹ⊿d-⊿d/2起Y=Ymin=[INT[MIN（Y1，Y2，Y3，Y4）/⊿d]]ⅹ⊿d+⊿d/2起X=Xmin=[INT[MIN（X1，X2，X3，X4）/⊿d]]ⅹ⊿d+⊿d/2止Y=Ymax=[INT[MAX（Y1，Y2，Y3，Y4）/⊿d]+1]ⅹ⊿d-⊿d/2 （１）止（X，Y）?XY4）為四個內圖廓角點坐標（+X+Y指東。（Xmax，Ymin）為DEM起始格網中心坐標。（Xmin，Ymax）為DEM終止格網中心坐標。DEM為了便于接邊檢查，上交DEM數據成果范圍應根據公式（1）計算的結果向外增加一排高程格網點。Xmax'=Xmax+⊿d Ymin-⊿dXmin'=-+⊿d 所有同名格網點高程值之差應小于表1同一投影帶相鄰圖幅DEM可直接拼接，位于投影帶邊緣的圖幅，應在公式（2）的基礎上向帶邊緣方向增加三列有效高程格網點，以供處理帶間DEM接邊之需。生產流程與技術要求DEM的生產目前主要采用二種方式：地形圖掃描矢量化法。數字攝影測量法。地形圖掃描矢量化法1)技術要求地形圖掃描根據圖面要素特別是等高線密度選擇掃描分辨率，一般不低于400dpi。線和粘連。定向與幾何校正柵格圖像經定向與幾何校正后，內圖廓點、公里格網點的坐標與理論值偏差不大于1.0米。矢量化圖形要素點線位置的采集誤差，偏離柵格影像不大于一個象素。圖形要素的分層與代碼應正確無誤。高程點、等高線無遺漏，高程賦值無誤。282在圖內均勻分布。該數據文件單獨記盤，交質控部門保存。與西北圖幅接邊，包括位置接邊和屬性接邊。與鄰圖等高線拼接就目前的作業(yè)水平和技術手段而言，可采用以下兩種方法：820（250m）的范圍進行裁切；對于平坦地區(qū)，外擴范圍內沒有等高線，則應繼續(xù)外擴直至含有高程點，保證構TIN的范圍能覆蓋全圖幅。為了大面積構TIN,并內插DEM拼接在一起。TINTIN（狹長三角形等。生成TIN區(qū)域。內插DEM由DEM反生成的等高線與原圖等高線按公里格網疊合檢查，同名等高線偏移不大于1/2等高距。平差后所有同名格網點的高程值應一致。元數據文件內容正確、無遺漏。數字攝影測量法生產工藝流程（2）技術要求影像掃描掃描分辨率的選擇如該影像數據需供制作數字正射影像（DOM）使用，則掃描分辨率的選擇按《1:10000數字正射影像數據/數字正射影像圖》生產技術規(guī)程有關內容執(zhí)行。一般情況下，以對應的地面分辨率為0.8～1.0m進行測算，即像片比例尺1:35000，選擇25μm1:2500035μ。掃描參數的測定與設置掃描影像的灰度直方圖在0～255間并近似正態(tài)分布。掃描質量掃描影像清晰，框標完整。2)限差絕對定向（m）定向精度要求 表限差絕對定向（m）地類內定向（mm）相對定向（mm）平面高程平地2(3*)0.3丘陵0.010.0152(3*)0.75ft地(0.02*)3(4*)1.5高ft地3(4*)2.25注：1括號內*為允許個別點出現的殘差值。2相對定向點數量一般不少于50點，且基本均勻分布。DEMDEM12.5m。凡是用于內插DEM的數據（如視差曲線、像方格網模型等配準，進行人機交互編輯，改正自動匹配造成的誤差以及森林、樓宇高差，使之切準地面，去除粗差。DEM單模型DEM2～32平差后，所有同名格網點高程應一致。圖幅DEM按按照DEM上交成果范圍進行裁切。元數據文件內容正確，無遺漏。印刷地形圖 合版、分版二底圖 印刷地形圖掃描 預處理檢查 NY定向與校正

預處理圖N檢查YDRG數據矢量化、賦值、編輯N檢查高程檢測點 Y地形層 水域層 推測區(qū)層 FEAPT層與鄰圖拼接構TINN檢查Y內插DEM裁切 文本文件制接邊N檢查YDEM數據 地形數據 水域數據 推測區(qū)數據FEAPT數據 元數據文檢查驗收修改刻盤/記帶，入庫磁帶/光盤圖1生產工藝流程航攝底片 相機文

空中三角測量成果控制點 像片定向 高程檢測點掃描參數設置 信息文件 參數文件 數據文件影象掃描N檢查Y影象柵格數據定 內定向向 相對定絕對定重建立體模型N檢查Y面狀水域量測檢查N Y影像相關內插DEMN檢查Y單模型DEM數據DEM拼接圖幅DEM裁切N 檢查YDEM數據

文本文件制作元數據文件檢查、驗收、修改 刻盤/記帶/入庫 磁帶/光盤圖2生產工藝流程圖作業(yè)規(guī)程地形圖掃描矢量化方法作業(yè)要求預處理作業(yè)準備原圖為刻圖膜的先翻曬二底圖；類型，字節(jié)數及顯示色等；建立測區(qū)文件管理的目錄路徑。地形圖預處理—圖幅等高線接邊檢查，特別是等高距不相同的相鄰圖幅，有矛盾處應作出標示并提出處理方法并進行修正；—選擇高程檢測點的點位以及推測區(qū)；并在圖邊標示圖例。地圖掃描選擇適當的掃描分辨率。通過試驗選擇恰當的圖像亮度值與閾值。盡可能減少數據量公里網線盡可能放置得與掃描縫隙平行；超出圖廓整飾信息范圍之外的無用數據裁去。定向與幾何校正根據需要，選擇適合的坐標變換公式。設置地圖重采樣分辨率。一般采用其原始掃描分辨率，最臨近點法重采樣。坐標轉換。如要將1954年北京坐標系轉換為1980西安坐標系，則應根據內圖廓點和公里格網點坐標改正參數，換算至1980根據坐標變換公式確定控制點個數，選擇點位位置相似變換，至少量測兩點（內圖廓的對角，再加另兩角點作為多余觀測；仿射變換，至少量測三點（三內圖廓點，再加上一角點作為多余觀測；雙線性變換，至少量測四個內圖廓點，再在圖幅中部加測1～2二次多項式變換，至少量測六點（內圖廓點四角，圖內均勻分布兩個格網點另加三個以上格網點；采取逐格網雙線性變換或三角網仿射變換，此時無需多余觀測點。點位中心。平差計算，檢查殘差，如超限應分析原因，對可疑點重測重算。必要時，提升幾何校正的坐標變換方式，直至合格。矢量化化。對采用“流”或“管道”方式自動跟蹤線劃要素的軟件，應根據操作手冊恰當選擇配置參數，既保證線劃位置精度，又有效控制采樣點的密度，減少數據冗余，保證構TIN時三角網與等高線之間關系合理。一般情況下，管道半徑控制在1m，管長平地設置為50m30m，ft10m等高線應連續(xù)，地貌符號（如陡崖、斜坡、雙線沖溝等）持一致，避免構TIN（面積超過圖上25mm2TIN時形成合理的“平三角形線進行封閉。測區(qū)提供給用戶注意其使用后果。譬如：草繪等高線的區(qū)域（含雪域；大范圍內（圖上面積1.5×1.5cm2以上）度（5/km2）的城鎮(zhèn)街區(qū)、沼澤、亂掘地等；以符號表示（圖上面積大于1.1.5c）的地貌區(qū)（如陡石ft、沙丘等；海域（含具有水深點、等深線的水域。矢量地形數據的內容與分層為便于矢量地形數據的管理與應用，對要素內容進行分層并賦代碼(見表3、表4)。高程檢測點的采集根據預處理的要求，在圖內采集高程檢測點，測完后形成檢查點文件，存盤交質控部門。數據接邊矢量數據接邊包含位置接邊與屬性接邊。屬性接邊。首先檢查要素代碼與高程的正確性，保證同屬性要素才能接邊。防止硬接。具體可根據以下原則處理：<33～6>6米，應檢查分析原因，再作處理。一般處理原則是：根據成圖方法注：帶*TIN。矢量地形數據的內容與分層 表注：帶*TIN。層名地形信息層要素內容高程點幾何特征點臨時代碼101備注含具有地表高程能參與構TERLK水深點點102TIN的三角點、水準點等等高線線201等深線線202水域層水庫、湖泊水涯線線面301WTLNT島周邊的水涯線線面304海岸線線302輔助線線305用于構造面狀水域推測區(qū)層推測區(qū)范圍面401*EIANT雙線河水涯線線面303*輔助高程層FEAPT軟件內插的高程點點501用于構TIN，防止出現不合理的“平三角形”公里網層54圖廓線線601*NETLN54公里網線602*80圖廓線線603*80公里網線604*各層屬性項及其定義表4層次屬性表項名 特征輸入寬度輸出寬度類型小數后位數TERLK*.PAT*.AATCODE 臨時代碼ELEV 高程3838IN-2WTLNT*.PATCODE 臨時代碼ELEV 高程3838IN-2EIANT*.PATCODE 臨時代碼33I-CODE 臨時代碼33I-FEAPT*.PATELEV 高程88N2NETLN*.AATCODE 臨時代碼33I-低精度向高精度靠，根據成圖時間舊數據向新數據靠，兩邊情況完全等同時各改一半強行接邊。不同等高距的圖幅接邊，只接同高程的等高線?？鐜Ы舆?，需將鄰帶圖幅進行投影變換成為本帶坐標再進行矢量數據接邊，接好邊再反變換回去。相鄰圖幅采用不同高程基準時，等高線不作接邊，而采用軟件將非1985國家高程基準的圖幅高程改正疊加至該圖幅的所有高程數據上，然后直接拼接構TIN。相鄰圖幅采用不同的大地基準或不同的平面坐標系時，應在統(tǒng)一到1980西安坐標系的基礎上，補充可能出現的裂隙帶內的數據后再進行接邊。8矢量數據裁切。根據構TIN300m，以涵蓋到周邊圖幅的等高線與高程點為原則，故ft地、丘陵地外擴范圍可小些，而平地則應相應加大，保證圖廓邊緣三角網的正常構建以及內插DEM構TINTIN檢查有無隱藏的高程粗差；對同一條等高線上采樣間距過大的高程點列進行內插加密處理，避免出現三角形跨越等高線；對ft處，由軟件自動內插特征點或特征線，用于構TIN，避免出現不合理的“平三角形TIN，檢查其合理性，并作優(yōu)化處理：將TIN將“平三角形”區(qū)域用顏色普染顯示；對不合理的平三角形內部進行加高程點編輯，然后再重構TIN；對跨越中間等高線而構成的非等坡三角形進行檢查與加點處理。內插DEMDEM輸入格網間距（12.56.25。DEM。用內插的DEM檢查同名等高線的偏離值，對超出限差的區(qū)域進行DEM注：應將此視為全面檢查DEM與原始等高線高程是否保持一致、有無粗差的主要檢測手段。DEMDEM與鄰圖DEM按本圖幅只負責與西、北及西北向的三幅鄰圖接邊的規(guī)則進行；對相鄰圖幅DEM2相鄰圖幅采用不同等高距時，其允許的接邊誤差以大等高距計算；（或三個同名點高程的平均值作為該點高程。文本文件制作采用相應軟件，按GB/T1:10000中所規(guī)定的元數據項逐一錄入。采用相應軟件，按GB/T17798DEM質量控制每個工序完成后都必須由檢查員檢查、記錄并簽名。預處理圖層控制模板設置無誤。掃描用的原圖平整，無缺陷。預處理圖處理恰當。地圖掃描掃描范圍覆蓋全圖。內圖廓點、公里網點影像清晰。地形圖圖像清晰，顏色偏差小，斷線少，粘連少，無掃描帶錯位，無漏洞。定向與幾何校正保存定向報告數據文件，查看點位中誤差與坐標殘差是否超限。矢量化要素分層、代碼正確。要素（特別是等高線、高程點）無漏采或重采。高程賦值正確，無遺漏，應采用軟件進行自動檢測。要素數字化位置相對于DRG偏離不大于1個象素（約地面1m具體操作：屏幕檢查，矢、柵數據疊合檢查錯漏移位；通過符號化或色彩設置檢查分層與代碼；輸出一張矢量化的回放圖，對數據進行綜合檢查。數據接邊圖幅間位置與屬性接邊無差錯。TIN確保所構TIN無不合理的“平三角形內插DEMDEMDEM1/2靜止水域范圍內的DEMDEM盾，無噪聲。如需要，也可利用DEM出現及水域高程的合理性。DEMDEM1接邊后，相鄰圖幅DEM文本文件制作數據項數正確。數據項中，必選項的內容不得空缺。數據項中的內容填寫正確。數字攝影測量法作業(yè)方法影像掃描掃描參數的設置按技術設計分析，確定掃描分辯率；一航線或整個攝區(qū)如影像色調基本一致，可采用首、尾片及中間一片進行測試，如果結果相近，則取中數作為統(tǒng)一的掃描參數使用。否則應分區(qū)、分段甚至分片調整其灰度直方圖。確定掃描范圍在保證全部框標影像齊全的前提下，縮小掃描范圍，減少影像數據量。建立有關的參數文件建立空三加密成果數據文件：像控點坐標文件（亦可由全野外測量提供，供按傳統(tǒng)方法建立立體模型（向、相對定向）后的絕對定向使用。該文件為ASCII點號 X坐標（北向）Y坐標（東向）Z（高程）單位為m，取至小數兩位；控制點點號必須唯一，不能重號；像片定向參數文件當采用光束法區(qū)域網平差，則可獲得每張像片精確的6個外方位元素及其空間坐標變換9定向、絕對定向過程。文件命名根據所采用軟件的要求設定。建立相機參數文件，供像片內定向用。內容包括：焦距，框標坐標，像主點與自準直點坐標，徑向畸變差等；它各項參數；對于未經嚴格檢測的相機參數，如只有框標距而無框標坐標，則只能采用近似的方法處理。文件命名根據所采用軟件的要求設定。建立檢測點坐標文件，供質控部門最終檢測DEM文件的內容、數據格式與像控點坐標文件相同；該數據文件作為“保密點”信息單獨記盤交質控部門暫存。建立項目參數文件（可選，根據軟件需要）辨率等；各類文件的文件名和實際路徑，如控制點坐標文件，相機文件，作業(yè)區(qū)文件等。模型參數文件（可選，根據軟件需要）每一模型建立一個模型參數文件定向建模內定向———至達到要求。

自動搜尋4個框標，并使之放大同時顯示于屏幕上；自動量測計算；檢查定向精度，若不滿意可選擇人工精確對準重測框標點位，重新定向計算直建模有二種方式：相對定向、絕對定向方式。自動相對定向。自動尋找匹配準點，一般單模型內不少于50點，且均勻分布；根據需要，在一些困難區(qū)域（如水域等缺乏紋理的地方）以及局部配準失真處的附近，人工加測一些相對定向點；措施，直至滿足要求。算機將自動引導到其余點位，依次量測，完成絕對定向。檢查定向點坐標殘差，若超限則進行單點或全部重測，直至符合限差規(guī)定。自動建模方式。內定向后，自動導入像片定向參數完成建模。立體檢查模型內上下視差及像控點平面高程是否在限差范圍之內，如超出則局部作適當微調。核線影像重采樣行。重采樣方法采用雙線性內插或雙三次卷積內插，分辨率保持不變。為減少數據量，一般只在立體模型范圍內重采樣，具體控制在四個像控點連線外擴10mm（像片上）的范圍之內。量測特征點、線量測特征點、線（分層賦代碼，用于提高影像自動立體配準的精度。水系：河流、湖泊、水庫、海岸線等（如已進行過數字線劃地圖DLG量測，則可直接引用；特征點：ft頂、凹地、鞍部等；特征線：主要的ft脊線、溝谷線、斷裂線、變坡線等。量測高程推測區(qū)范圍（分層賦代碼）喀斯特地貌區(qū)，移動沙丘區(qū)；無法準確量測高程的其它區(qū)域。量測高程空白區(qū)范圍（如果有分層賦代碼）航攝漏洞，云塊陰影覆蓋區(qū)；其它無法量測高程的區(qū)域。量測高程檢查點（如無其它檢測手段，用于DEM部門暫管。點位（平面兼顧高程）均勻分布；點數由技術設計書具體提出。等視差曲線方式右影像立體配準，并形成等視差曲線。使高程整體升降，最終將等視差曲線修正到地面。大、中格網遞進加密方式借助特征點、線自動匹配生成像方大格網DEM工監(jiān)視各個格網點是否切準地面，根據需要隨時進行人機交互作點編輯。在此基礎上生成像方中格網行點編輯，使每點高程都貼近地表。內插物方DEM在像方格網DEM基礎上，采用雙線性內插或構TIN內插方式生成地面（物方格網間距的DEM。單模型物方DEM100m。根據需要，可通過“四體漫游”檢查DEM與模型的吻合情況，特別是溝谷等斷裂線附近的點，如不符則應進行編輯（物方或像方立體影像進行DEM圖幅內的單模型DEM在DEMDEM如有，則應對所缺的DEM格網點進行精確定位Y坐標，然后設法補測。對單模型DEM3點視為粗差，分析原因，上模型重測。合乎限差要求后，取兩邊中數作為重疊區(qū)內各個格網點的高程。圖幅DEM按DEM由于相鄰圖幅邊的DEM通常是由同一單模型DEM裁切而得，故一般不存在圖幅DEM邊的問題。7.1.1.9。質量控制每個工序完成后都必須由檢查員檢查、記錄并簽名。影像掃描影像清晰，層次豐富，反差適中?？驑送暾逦?。建立有關的參數文件所有文件參數均應與原始數據核對，保證正確，其中特別是相機參數中的坐標系，問題比較隱蔽，應認真核查，謹防出錯。定向建模內定向精度在限差之內。建模后，模型內的影像上下視差以及像控點的坐標與高程符合在限差要求。量測特征點、線主要特征點、線選擇恰當，無遺漏。高程檢查點精度可靠。自動影像匹配，生成像方格網立體高程模型確保匹配點與等視差曲線立體切準地面。保證像方格網DEM像方格網點高程精度要求應比最終DEM（物方）的精度要高，一般以提高20制。內插物方DEM保證內插后的物方格網DEM切準地面，誤差控制在兩倍中誤差范圍內。圖幅內的單模型DEM單模型DEM接邊高程中誤差符合